研磨轮损耗自动修正系统设计研究

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摘要:基于手动修正研磨轮损耗在TFT-LCD基板玻璃研磨加工过程中存在诸多缺陷，设计了一种应用于TFT-LCD基板玻璃研磨加工过程的自动修正系统，并对该系统原理及实际应用进行了详细的介绍。

关键词:TFT-LCD基板玻璃;研磨轮损耗;自动修正系统

在TFT－LCD液晶显示行业中，研磨机的作业内容是分别对玻璃的长边、短边、角部进行线性的研磨和抛光，生产能够满足客户品质需求的基板玻璃。行业内的基板玻璃边部研磨幅度一般控制在0.15～0.2mm之间，角部尺寸多控制在2～5mm之间，但随着研磨轮使用距离的增加，金刚砂颗粒不断地从研磨轮剥落，研磨轮轮槽内的直径变小，必然造成研磨尺寸的变化，行业内的一般做法是在特定的时间内持续抽检玻璃，然后根据测量的玻璃尺寸数据手动进行研磨幅度的修正，但手动修正的方法受限于人员不间断的抽检和抽检数据的精确性，被抽检的玻璃必须废弃，如果抽检不及时又会造成批量的欠磨质量事故发生，严重制约生产节拍及产品质量的提升，加大了生产成本。故设计了一种研磨轮损耗自动修正系统，并针对其应用进行了详细介绍。

1系统简介

研磨轮自动修正是一种能够自动地修正研磨轮在使用过程中的磨耗的方法，该系统包括PLC控制器、触摸显示屏、进给伺服电机和限位开关。PLC控制器用于数据信号的处理和传输；触摸显示屏用于相关参数的输入，与PLC进行信号和数据的交互使用；进给伺服电机用于控制研磨轮的进给量变化；限位开关则用于保护研磨轮进给电机的进给量在工作范围内，前进或后退超出范围都会输出一个反馈信号给PLC控制器并用于提示警告或直接断开研磨轮进给电机的电源。在与PLC控制器连接的触摸显示屏上，操作员只需要输入研磨轮修正距离和研磨轮修正因数即可，PLC控制器会根据内部运算法则自动生成研磨轮损耗量，并显示在触摸显示屏上。系统再根据生成的研磨轮损耗量自动修正数据模拟研磨轮的运行现状，从而确定研磨轮进给伺服电机的进［1］给量，进而实现研磨轮磨耗的自动修正。

2系统原理

研磨机的研磨轮自动修正系统运用一套高精度的伺服加滚珠丝杠系统驱动高速旋转的研磨轮，进给量的确定由一套完整的公式计算得出。该系统工作原理如图1所示。2.1操作步骤。该系统简单明了，便于操作，能够很好地融合于现有的三菱伺服系统中，完美地解决了现有技术的不足，操作步骤如下：①根据使用经验，制定一套符合研磨轮损耗速率的研磨轮修正距离和修正因数；②操作员通过与PLC控制器连接的触摸显示屏输入研磨轮修正距离和修正因数，将其传输给PLC控制器用于计算研磨轮损耗量，并将计算数据反馈于触摸显示屏，供操作员参考；③PLC控制器根据计算出的研磨轮损耗量，得出研磨轮进给伺服电机进给量，驱动研磨轮进给伺服电机。2.2进给量的计算。PLC控制器的运算公式由下列的方式计算得［2］出：①研磨轮的半径R：研磨轮的半径＝研磨轮的直径D/2；②研磨轮的损耗量L：研磨轮的损耗量L＝研磨轮使用距离L/研磨轮修正距离L×修正因数L；123③损耗后研磨轮的半径R：磨耗后研磨轮的1半径R＝研磨轮的半径R－研磨轮的损耗量L；1④伺服电机进给量H：研磨轮中心与研磨台中心之间的距离H，基板玻璃宽度H，S为研磨12幅，即H＝H－H/2－R－S。121其中，研磨轮使用距离L表示研磨轮的实际1使用距离，研磨轮修正距离L和修正因数L作为23计算参考值表示每特定距离内研磨轮进给量增加［3］一个特定的位移量。

3系统的应用

研磨机对于基板玻璃的每个边部加工都包括两个工位：研磨和抛光。研磨工位使用的研磨轮采用金刚砂材质，其特性较硬，抛光工位使用的抛光轮则采用合成树脂材质。在相同使用距离的情况下研磨轮与抛光轮材质的不同必然造成研磨轮的损耗小于抛光轮的损耗，所以需要在触摸显示屏上编制不同的磨轮修正距离和修正因数。同样地，基板玻璃的长边、短边和角部也有所不同，为了能够很好地辨识区分，需要把长边和短边也进行不同的设计。实验证明，在使用过程中很难有一组数据能够持续精确地反馈磨轮的实际损耗量，损耗量的变化也不是线性的，而是呈现出一种曲率不断变化的特性。不同厂家生产的磨轮特性也不相同，以市面上常见的某企业生产的研磨轮和抛光轮为例，总结长时间的使用经验，得出的一组数据能够较精确的反映磨轮的实际损耗量变化，如表1所示。

4结语

以磨轮损耗修正系统为研究对象，对该系统进行了详细的介绍和原理分析，并在此基础上总结了该系统在研磨机中的实际应用。该系统还存在一些缺陷，仍需不断的优化。该系统在研磨机中的成功使用，减少了人工不断抽检的人力浪费，极大地提升了生产效率和产品良率。

参考文献

［1］李存鹏.PLC控制多功能自动研磨机研究与设计[J].湖南工程学院学报（自然科学版）,2014,24（1）:22－24.

［2］宋伯生.PLC编程实用指南[M].北京:机械工业出版社,2012.

［3］赵毅忠,杨奕昕.高精度数控玻璃磨边机及其控制算法[J].工业仪表与自动化控制,2012（1）:45－47.

作者:张松昊 张云晓 申昊 苏记华 单位:郑州旭飞光电科技有限公司